[논문]Thermally triggered soft actuators based on a bilayer hydrogel synthesized by gamma ray irradiation

Shin, Yerin; Choi, Jongseon; Na, Jun-Hee; Kim, So Yeon

doi:10.1016/j.polymer.2020.123163

[해외논문] Thermally triggered soft actuators based on a bilayer hydrogel synthesized by gamma ray irradiation

Polymer, v.212, 2021년, pp.123163 -

Shin, Yerin (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University) , Choi, Jongseon (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University) , Na, Jun-Hee (Department of Electrical, Electronics, and Communication Engineering Education, Chungnam National University) , Kim, So Yeon (Graduate School of Energy Science and Technology, Chungnam National University)

Abstract ▼ AI-Helper

Abstract Hydrogel soft actuators, which have a bilayer structure consisting of a temperature-responsive active layer and a passive layer, were prepared by a gamma ray radiation-induced polymerization and cross-linking process. We synthesized single layer hydrogels of poly(N-isopropyl acrylamide) (PNIPAAm), poly(N-isopropyl acrylamide-co-acrylic acid) (PNIPAAm-PAAc), or poly(acrylamide) (PAAm) and bilayer hydrogels of PNIPAAm/PAAm and PNIPAAm-PAAc/PAAm with a range of cross-link densities. It was confirmed that PNIPAAm-based hydrogels could be synthesized without any additives through effective polymerization and cross-linking reactions under a gamma ray irradiation dose >20 kGy. Most hydrogels had a gel fraction >80%, which gradually increased with gamma ray irradiation dose and cross-linker content. All PNIPAAm-based hydrogels showed a high equilibrium water content (EWC) of >90%. As the cross-link density within the hydrogel matrix increased, the EWC gradually decreased, while the mechanical strength tended to increase linearly. It was found that the temperature-responsive bending actuation of the PNIPAAm-based hydrogel with a bilayer structure could be controlled by monomer composition, cross-link density, and the geometrical parameters of hydrogel. In addition, all A549 cells exposed to the extracts of PNIPAAm/PAAm and PNIPAAm-PAAc/PAAm hydrogels exhibited >77% cell viability. This gamma ray radiation-induced hydrogel with bilayer structure provides a new strategy for the construction of stimuli-responsive and shape-transformable hydrogel actuators for various applications including biomimetic robotics, wearable devices, medical devices, and environmental sensors. Highlights Temperature-responsive hydrogel actuators were fabricated by a gamma ray radiation. PNIPAAm-based hydrogels was synthesized under a gamma ray irradiation dose >20 kGy. The bending actuation of hydrogel with a bilayer structure could be controlled. Graphical abstract [DISPLAY OMISSION]

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Adv. Mater. Nguyen 30 1704847 2018 10.1002/adma.201704847

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Adv Mater Technol-Us Yeo 1 1600018 2016 10.1002/admt.201600018

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Sci Rep-Uk Song 9 8988 2019 10.1038/s41598-019-45422-6

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IEEE Robot. Autom. Mag. In 22 97 2015 10.1109/MRA.2014.2362863

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Nat. Commun. Kim 5 5747 2014 10.1038/ncomms6747

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Nano Lett. Li 15 1146 2015 10.1021/nl504217p

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Angew. Chem. Int. Ed. Malachowski 53 8045 2014 10.1002/anie.201311047

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Adv. Eng. Mater. Must 17 84 2015 10.1002/adem.201400246

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Adv. Mater. Shian 27 6814 2015 10.1002/adma.201503078

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Adv. Mater. Stoyanov 25 578 2013 10.1002/adma.201202728

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Nature Wehner 536 451 2016 10.1038/nature19100

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ACS Macro Lett. Patenaude 1 409 2012 10.1021/mz200121k

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Adv. Funct. Mater. Yao 25 2980 2015 10.1002/adfm.201500420

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Acs Appl Mater Inter Zheng 7 1758 2015 10.1021/am507339r

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J. Composites Sci. Monir 3 58 2019 10.3390/jcs3020058

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J. Microbiol. Biotechnol. Park 29 1078 2019 10.4014/jmb.1812.12018

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ACS Applied Bio Mater. Wu 3 721 2020 10.1021/acsabm.9b01062

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Sci Rep-Uk Cui 9 1 2019 10.1038/s41598-018-37186-2

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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